Forschung und Entwicklung bei der DME Consult GmbH

Das Fortschreiten der Energiewende und die sich daraus ergebenden Herausforderungen an die Gesellschaft bei der Transformation der Energieversorgung sind wichtige Aufgaben für die Zukunft.

Aus diesem Grund forschen wir seit 2016 im Rahmen verschiedener Fachgebiete zusammen mit einem großen Expertenkreis an der Gestaltung der Energieversorgung in urbanen Gebieten von Morgen.

Unser Big Picture 2030 ist eine lebenswerte Stadt, ein enkeltauglicher Wohlfühlort für die Menschen, die dort leben.

Ziele unserer Forschung sind neben der Neuentwicklung von Energieerzeugungsanlagen auch eine hoch präzisierte Ausrichtung innerhalb der Planung, Design und Bedarfsermittlung von Energieprojekten.

Hierbei steht die Nutzung von Umweltwärme aber auch bisher nicht oder nur bedingt genutzter Abwärmepotenziale im Fokus unserer Arbeit. Innerhalb der Transformation von bestehenden Fernwärmesystemen in zukünftig nachhaltige und den Anforderungen an eine sich veränderte Förderlandschaft angepassten Systemen (Stichwort KfW55ee) forschen wir ergänzend an Lösungen die im Kontext der Energieeinsparung durch Absenkung von Temperaturniveaus als auch in der Einbindung bisher nicht genutzter Energieressourcen stehen.

Unsere Projektpartner hier sind neben dem Projektträger Jülich (PTJ), dem Fraunhofer Institut für Erneuerbare Energien (IEE), das Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM), der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) auch Stadtwerke, Energieversorger oder renommierte Partner aus der Wirtschaft.

Forschung & Entwicklung

Low Carbon District Heat

Innovative Konzeptionen von Groß-Wärmepumpen für die Transformationen der Wärmeversorgung von bestehenden Quartieren und Gebäuden

Wärmepumpen werden bereits heute als Technologie der Zukunft gehandelt. Zusammen mit unseren Partnern aus Industrie und Forschung, arbeiten wir an einer Revolution gängiger Großwärmepumpen. Wir wollen nicht nur effiziente und leistungsstarke, sondern auch nahtlos in bestehende Wärmenetze integrierbare Lösungen entwickeln. Unser Fokus liegt auf der Analyse ungenutzter Energiequellen, um die CO2-Emissionen zu senken, ohne dabei die Versorgungssicherheit zu beeinträchtigen. Auf diese Weise wollen wir die Wärmeversorgung der Zukunft gestalten und neue Wege für eine nachhaltige Welt erarbeiten.

Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über den Projektträger Jülich im Rahmen der BMWi- Förderinitiative des 7. Energieforschungsprogramms „Innovationen für die Energiewende“, gefördert.

Laufzeit: 01.10.2022 – 30.09.2025

Es handelt sich um ein Verbundprojekt dreier Firmen (privat und öffentlich) sowie eines Forschungsinstituts. Neben der DME Consult GmbH partizipieren die ventury GmbH, das Institut für Luft- & Kältetechnik gGmbH (ILK) sowie die Stadtwerke Neuburg an der Donau.

Die DME Consult GmbH liefert wichtige Erkenntnisse aus der Praxis der Fernwärmeplanung, wobei ein Fokus auf die Analyse bestehender Wärmeverteilnetze, Einbindungsszenarien, Potentiale verfügbarer Wärmequellen sowie koppelbare Sektoren gelegt wird. Zudem wird die wirtschaftliche Validierung von Groß-wärmepumpen in Wärmenetzen auf Basis unserer langjährigen Expertise umgesetzt.

Unter untenstehendem Link kann der Ergebnisbericht „Großwärmepumpen in der Fernwärmeversorgung - Synergien schaffen: Ein Leitfaden für nachhaltige Wärmenetze mit Großwärmepumpen im Zentrum“ abgerufen werden. Ziel war es, die These: „Großwärmepumpen werden u. a. aufgrund ihres hohen Potenzials positive Synergien zu schaffen, in Zukunft vor allem in Fernwärmenetzen einen signifikanten Einfluss auf die Energiewende und die Umsetzbarkeit von Fernwärmeprojekten nehmen“ zu untersuchen und Wärmenetzbetreibenden die steigende Relevanz von Großwärmepumpen sowie optimale Einsatzszenarien vor Augen zu führen.

Der Ergebnisbericht untergliedert sich in mehrere Bereiche. Zuerst schafft er eine Basis für das Verständnis der grundlegenden Inhalte, indem er Potenziale von Fernwärmenetzen darlegt. Anschließend betrachtet er die Herausforderungen der Wärmepumpentechnologie näher. Auf dieser Grundlage werden erneuerbare Alternativen aufgelistet und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile sowie der Kombinationsmöglichkeit mit Wärmepumpen analysiert. Zudem werden im Rahmen eines Zukunftsausblicks weitere Einsatzmöglichkeiten von Großwärmepumpen inklusive möglicher Synergieeffekte beschrieben und Chancen im Bereich der Sektorkopplung aufzeigt.

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Unter dem folgenden Link kann der Ergebnisbericht „Großwärmepumpen in der Fernwärmeversorgung - Wirtschaftlichkeitsanalyse: Eine Kostenvergleichsrechnung für nachhaltige Fernwärmenetze mit Großwärmepumpen im Zentrum“ abgerufen werden. Ziel des Berichts war es, die Wirtschaftlichkeit von Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen transparent darzustellen und verschiedene Kostenfaktoren systematisch zu analysieren.

Der Bericht gliedert sich in mehrere Abschnitte. Zunächst werden die Wärmegestehungskosten umfassend betrachtet, wobei sowohl ein Fokus auf die Wärmepumpe ohne Peripherie als auch auf spezifische Anwendungsfälle gelegt wird. Ein weiterer wichtiger Bestandteil ist der Vergleich der Wirtschaftlichkeit von Großwärmepumpen mit alternativen Wärmequellen, wie Hackschnitzel-Biomassekesseln und dezentralen Erzeugern wie bspw. privaten Wärmepumpen. Zudem wird der Einfluss von Förderprogrammen auf die Wirtschaftlichkeit untersucht.

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Forschung & Entwicklung

Optimierungspotenziale der Trinkwarmwasserbereitung

Mit der Verbesserung der Gebäudeenergiestandards und einem sinkenden Energiebedarf für Heizungen nimmt die Bedeutung der Trinkwarmwasserbereitung für die gesamte Wärmebedarfsdeckung zu. Das Trinkwasser wird aus hygienischen Gründen derzeit meist auf 60 °C erwärmt, obwohl in Wohngebäuden zum Duschen und Baden nur selten mehr als 45 – 50 °C benötigt werden. Die Absenkung der Warmwassertemperatur führt zu einem reduzierten Energiebedarf und könnte damit einige ökologische und ökonomische Vorteile bieten, ohne gleichzeitig an Komfort einzubüßen. Das Ziel ist, Heizungssysteme besser planen zu können, damit derselbe Komfort und Hygienestandard bei niedrigerem Energieverbrauch erzielt werden kann.

Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz unter dem Förderkennzeichen 03EN1027 gefördert.

Laufzeit: 01.01.2021 – 31.12.2024

Es handelte sich um ein Verbundprojekt mit vier Partnern. Neben der DME Consult GmbH partizipieren das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesysteme IEE, das Institut für Solarenergieforschung GmbH, die Solvis GmbH und das IWW Rheinisch-Westfälische Institut für Wasserforschung GmbH.

Die DME Consult GmbH betreut die messtechnische Untersuchung der Bestandsgebäude. Die Ergebnisse liefern das Verbrauchsverhalten der Bewohner, die Stagnationszeiten und Temperaturen des Warmwassers und damit auch die hygienischen Bedingungen der Installation.

Der Abschlussbericht erscheint nach Beendigung des Projekts 2025.

Forschung & Entwicklung

Forschungsprojekt InnoNEX

Innovative Versorgung von Wärmenetzen mit niedercalorischen Abwärmequellen und Matrixsteuerung für Wärmenetzmanagement

Bereits im Jahre 2018 stand für unsere Forschungs- und Entwicklungsabteilung eines fest: Künftige Fernwärmenetze werden verstärkt auf Wärmepumpen angewiesen sein. Dies hat sich innerhalb der letzten Jahre nicht nur bewahrheitet, sondern ist aufgrund der aktuellen geopolitischen Situation wichtiger denn je. Um einen Transformationspfad weg von fossilen Verbrennern hin zur strombasierten Wärmeerzeugung aufzuzeigen, wurde das Forschungsprojekt „InnoNEX“ mit dem Ziel, dies so energieeffizient wie möglich zu gestalten, ins Leben gerufen. Der Clou: Die konzipierten, primär durch regenerative und „Peak-Shaving“-Energie angetriebenen Wärmepumpen versprechen eine nachhaltige Wärmeversorgung für Quartiere – ein wichtiger Schritt in Richtung Klimaneutralität.

Das Forschungsprojekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über den Projektträger Jülich im Rahmen der BMWi- Förderinitiative „EnEff.Gebäude.2050 - Innovative Vorhaben für den nahezu klimaneutralen Gebäudebestand 2050“, gefördert.

Laufzeit: 01.01.2018 – 30.06.2020

Es handelte sich um ein Verbundprojekt von fünf Firmen (privat und öffentlich) sowie zwei Forschungsinstituten. Neben der DME Consult GmbH partizipierten die ventury GmbH, die Voß Wärmepumpen GmbH, die Becker Büttner Held Consulting AG, das Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM), das Fraunhofer IWES sowie die Stadtwerke Neuburg an der Donau.

Die DME Consult GmbH lieferte wichtige Erkenntnisse aus der Praxis der Fernwärmeplanung, wobei ein Fokus auf die Erstellung einer modularen Netzsimulation sowie die technische Auslegung, Dimensionierung und Einbindung der Wärmepumpen gelegt wurde. Zudem wurde die wirtschaftliche Validierung des Projekts mittels Referenzrechnungen auf Basis unserer langjährigen Expertise umgesetzt.

Den 2020 erschienenen Abschlussbericht des Projekts finden Sie unter der DOI: https://doi.org/10.2314/KXP:1765634946